JP7412322B2 - 作業車 - Google Patents

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Description

本発明は、作業車に関する。
特許文献１には、不整地移動ローバーが開示されている。この不整地移動ローバーは４つの走行車輪を備えており、各走行車輪がリンク機構を介して車両本体に支持されている。リンク機構に電動モータが備えられ、電動モータの駆動力によりリンク機構が屈伸駆動される。
特開平９－１４２３４７号公報
特許文献１の不整地移動ローバーは、路面の状態を検知する手段を備えていない。また、特許文献１には、どのようにリンク機構を動作させて不整地環境を走破するのか、具体的な方法や構成は開示されていない。
本発明の目的は、不整地の走破性または制動性を向上できる作業車を実現することにある。
上述した課題を解決する手段として、本発明の作業車は、車両本体と、前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、路面の状態を検知する検知装置と、前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記車両本体が水平方向を向いた姿勢で、前記検知装置が検知した路面の起伏の大きさよりも車両上下方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御することを特徴とする。
本構成によれば、検知装置が検知した路面の状態に基づいて走行車輪の位置が変更されるので、走行車輪の位置が路面状態に応じた適切なものとなるから、作業車の不整地の走破性や制動性を向上させることができる。
また、路面の起伏が大きくなるほど車両本体と走行車輪との上下方向の距離が大きくなる。すなわち、車両本体と路面との上下方向の距離が大きくなるので、路面と車両本体との接触が抑制され、作業車の不整地の走破性を向上させることができる。
さらに、路面の起伏の大きさよりも車両本体と走行車輪との上下方向の距離が大きくなる。すなわち、車両本体と路面との上下方向の距離が路面の起伏よりも大きくなるので、路面と車両本体との接触が更に抑制され、作業車の不整地の走破性を更に向上させることができる。
上述した課題を解決する手段として、本発明の作業車は、車両本体と、前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、路面の状態を検知する検知装置と、前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記車両本体が水平方向を向いた姿勢で、前記検知装置が検知した路面の起伏が大きくなるほど車両前後方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御することを特徴とする。
本構成によれば、路面の起伏が大きくなるほど車両本体と走行車輪との前後方向の距離が大きくなる。すなわち、作業車のホイールベースが大きくなるので、前後方向の揺動に対する安定性が向上し、作業車の不整地の走破性を向上させることができる。
上述した課題を解決する手段として、本発明の作業車は、車両本体と、前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、路面の状態を検知する検知装置と、前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、前記制御装置は、路面の起伏が大きくなることを前記検知装置が検知し、かつ、傾斜対応が必要だと判断した場合には、前記傾斜対応として、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように、車両左右方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御することを特徴とする。
また、本発明において、前記制御装置は、路面が傾斜していることを前記検知装置が検知し、かつ、前記車両本体が停止又は徐行する必要があると判断した場合には、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように前記支持機構を制御すると好適である。
本構成によれば、路面の起伏が大きくなるほど車両本体と走行車輪との左右方向の距離が大きくなる。すなわち、作業車のトレッド幅が大きくなるので、左右方向の揺動に対する安定性が向上し、作業車の不整地の走破性や制動性を向上させることができる。
本発明において、前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、前記制御装置は、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように前記支持機構を制御すると好適である。
走行車輪の回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交すると、走行車輪の走行方向が路面の傾斜方向に向くことになり、傾斜した路面において停止や徐行を行うことが困難になる。本構成によれば、走行車輪の走行方向が路面の傾斜方向に向くことが抑制されるので、傾斜した路面において停止や徐行を行うことが容易になる。
本発明において、前記検知装置は、路面を撮影するカメラであると好適である。
本構成によれば、路面の状態の検知が、カメラが撮影した路面の画像に基づいて適切に行われるので、走行車輪の位置が更に適切なものとなるから、作業車の不整地の走破性を更に向上させることができる。
本発明において、前記支持機構は、複数の屈折リンク機構と、複数の前記屈折リンク機構の姿勢を個別に変更可能な姿勢変更装置と、を備え、前記屈折リンク機構の先端部に前記走行車輪が設けられており、前記制御装置は、前記姿勢変更装置を制御すると好適である。
本構成によれば、走行車輪の位置を変更する支持機構が、屈折リンク機構と姿勢変更装置とにより実現されるので、支持機構を簡易で堅牢なものとすることができ好ましい。
本発明において、前記屈折リンク機構の先端部に設けられ前記走行車輪を駆動する油圧モータを備え、前記姿勢変更装置は油圧シリンダであると好適である。
本構成によれば、走行車輪の駆動及び支持機構の姿勢変更が共に油圧動力により実現されるので、両者の精密な制御と共通構成による作業車のコストダウンとを実現でき好ましい。
本発明において、車両走行方向前方の障害物を検知する障害物検知装置を備え、前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、前記制御装置は、車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記回転軸の延びる向きが車両走行方向と直交しないように前記支持機構を制御すると好適である。
本構成によれば、車両走行方向前方の障害物を検知して急制動する場合の制動性能および安定性を向上させることができる。
上述した課題を解決する手段として、本発明の作業車は、車両本体と、前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置及び前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、車両走行方向前方の障害物を検知する障害物検知装置と、車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記回転軸の延びる向きが車両走行方向と直交しないように前記支持機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記支持機構のトレッド幅をハの字状に広がるように制御することを特徴とする。
本構成によれば、車両走行方向前方の障害物を検知して急制動する場合の制動性能および安定性を向上させることができる。
作業車及び作業車の動作の概要を示す図である。 作業車及び作業車の動作の概要を示す図である。 作業車及び作業車の動作の概要を示す図である。 作業車及び作業車の動作の概要を示す図である。 作業車の全体側面図である。 作業車の全体平面図である。 屈折リンク機構の平面図である。 屈折リンク機構の側面図である。 旋回機構による左旋回状態を示す平面図である。 旋回機構による右旋回状態を示す平面図である。 制御ブロック図である。 姿勢変更処理のフローチャートである。
以下、本発明に係る作業車の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。なお、以下の説明においては、図中に示される矢印ＦＷの方向を「前」、矢印ＢＫの方向を「後」、矢印ＲＨの方向を「右」、矢印ＬＨの方向を「左」、矢印ＵＰの方向を「上」、矢印ＤＷの方向を「下」とする。矢印ＦＷ及び矢印ＢＫの延びる方向が「車両前後方向」に対応し、矢印ＲＨ及び矢印ＬＨの延びる方向が「車両左右方向」に対応し、矢印ＵＰ及び矢印ＤＷの延びる方向が「上下方向」に対応する。
〔作業車及び作業車の動作の概要〕
図１、図２、図３、図４に、作業車及び作業車の動作の概要が示されている。作業車は、車両本体１と、複数の走行車輪２と、支持機構Ａと、検知装置Ｂ（検知装置、及び障害物検知装置の一例）と、制御装置Ｃと、を備える。
走行車輪２は、車両本体１の左右両側における前後夫々に位置する。本実施形態では、作業車は、左前、右前、左後、及び右後の４つの走行車輪２を備える。
支持機構Ａは、車両本体１に支持されると共に、複数の走行車輪２を車両本体１に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する。本実施形態では、作業車は、左前、右前、左後、及び右後の４つの支持機構Ａを備える。
具体的には、支持機構Ａは、複数の屈折リンク機構４と、姿勢変更装置Ｄ（後述）と、を備える。姿勢変更装置Ｄは、複数の屈折リンク機構４の姿勢を個別に変更可能である。本実施形態では、姿勢変更装置Ｄは、油圧シリンダである。
屈折リンク機構４の先端部に、走行車輪２及び油圧モータ６（後述）が設けられている。油圧モータ６は、走行車輪２を制御する。
図４に示されるように、支持機構Ａは、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きを個別に変更可能に構成されている。詳しくは、支持機構Ａは、縦軸芯Ｙ周りに揺動可能に構成されている。支持機構Ａの揺動に伴って走行車輪２も縦軸芯Ｙ周りに揺動し、回転軸２ａの延びる向きが変更される。
本実施形態では、作業車は、複数の補助車輪３を備える。本実施形態では、補助車輪３は、屈折リンク機構４の中間部（節）に設けられている。
検知装置Ｂは、路面の状態を検知する。また、検知装置Ｂは、車両走行方向前方の障害物を検知する。本実施形態では、検知装置Ｂは、路面を撮影するカメラである。
制御装置Ｃは、検知装置Ｂが検知した路面の状態に基づいて支持機構Ａを制御して走行車輪２の車両本体１に対する位置を変更させる。制御装置Ｃは、姿勢変更装置Ｄを制御する。具体的には、制御装置Ｃは、油圧シリンダである姿勢変更装置Ｄと油圧モータ６とに作動油を供給し、作動油の流量及び圧力を制御することにより、姿勢変更装置Ｄ及び油圧モータ６の動作を制御する。
また制御装置Ｃは、検知装置Ｂが車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが車両走行方向と直交しないように支持機構Ａを制御する。
図１に示されるように、制御装置Ｃは、検知装置Ｂが検知した路面の起伏が大きくなるほど車両上下方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように支持機構Ａを制御する。
以下詳しく説明する。作業車は、検知装置Ｂにより路面の状態を検知しながら走行する。図中左の状態では、路面の状態は平滑であり、起伏は小さい。制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との上下方向の距離が距離Ｈ１となるように、支持機構Ａを制御する。
検知装置Ｂが、路面に障害物ＯＢが存在し、路面の起伏が大きくなることを検知すると（図中右の状態）、制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との上下方向の距離が、距離Ｈ１よりも大きい距離Ｈ２となるように、支持機構Ａを制御する。特に、制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との距離が、路面の起伏の大きさ（障害物ＯＢの高さＨ３）よりも大きい距離である距離Ｈ２となるように、支持機構Ａを制御する。すなわち、制御装置Ｃは、検知装置Ｂが検知した路面の起伏の大きさよりも車両上下方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように支持機構Ａを制御する。これにより、路面と車両本体１との上下方向の距離が大きくなり、走破性が向上する。
図２に示されるように、制御装置Ｃは、検知装置Ｂが検知した路面の起伏が大きくなるほど車両前後方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように支持機構Ａを制御する。
以下詳しく説明する。作業車は、検知装置Ｂにより路面の状態を検知しながら走行する。図中左の状態では、路面の状態は平滑であり、起伏は小さい。制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との車両前後方向の距離が距離Ｌ１となるように、支持機構Ａを制御する。
検知装置Ｂが、路面に段差ＳＴが存在し、路面の起伏が大きくなることを検知すると（図中右の状態）、制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との車両前後方向の距離が、距離Ｌ１よりも大きい距離Ｌ２となるように、支持機構Ａを制御する。これにより、いわゆるホイールベースが大きくなり、走破性が向上する。
図３に示されるように、制御装置Ｃは、検知装置Ｂが検知した路面の起伏が大きくなるほど車両左右方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように支持機構Ａを制御する。
以下詳しく説明する。作業車は、検知装置Ｂにより路面の状態を検知しながら走行する。図中左の状態では、路面の状態は平滑であり、起伏は小さい。制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との車両左右方向の距離が距離Ｗ１となるように、支持機構Ａを制御する。
検知装置Ｂが、路面に段差ＳＴが存在し、路面の起伏が大きくなることを検知すると（図中右の状態）、制御装置Ｃは、車両本体１と走行車輪２との車両左右方向の距離が、距離Ｗ１よりも大きい距離Ｗ２となるように、支持機構Ａを制御する。これにより、いわゆるトレッド幅が大きくなり、走破性が向上する。
図４に示されるように、制御装置Ｃは、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しないように支持機構Ａを制御する。
以下詳しく説明する。作業車は、検知装置Ｂにより路面の状態を検知しながら走行する。図中左の状態では、路面の状態は平滑・水平であり、傾斜は小さい。制御装置Ｃは、走行車輪２の回転軸２ａが進行方向と直交するように支持機構Ａを制御する。
検知装置Ｂが、前方に斜面ＳＬが存在し、路面の傾斜が大きくなることを検知すると（図中右の状態）、制御装置Ｃは、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しないように、支持機構Ａを制御する。詳しくは、制御装置Ｃは、支持機構Ａを縦軸芯Ｙ周りに揺動させて、走行車輪２の回転軸２ａの延びる方向を変更し、回転軸２ａの延びる方向が傾斜方向ＡＳと直交しないようにする。これにより、走行車輪２の走行方向が路面の傾斜方向ＡＳに向くことが抑制されるので、傾斜した路面において停止や徐行を容易に行うことができる。
なお、前方が平坦な路面であっても、検知装置Ｂが前方に障害物（岩、倒木、動物や人）を検知し、制御装置Ｃが急ブレーキをかける必要があると判断した場合に、制御装置Ｃが走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが走行方向と直交しないように支持機構Ａを制御するようにしてもよい。この場合、例えば、制御装置Ｃが図４の図中右の状態のようにトレッド幅をハの字状に広げるように支持機構Ａを制御してもよい。これにより、制動性能および制動時の安定性を向上させることができる。なお、制御装置Ｃは、急ブレーキが必要か否かを、例えば、車両走行速度と車両から障害物までの距離とに応じて判断する。
〔作業車の構成の詳細〕
図５－１０を参照しながら、作業車の構成の詳細について説明する。作業車は、上述の通り、車両本体１と、複数の走行車輪２と、支持機構Ａと、検知装置Ｂと、制御装置Ｃと、を備える。
〔車両本体〕
図５、図６に示されるように、車両本体１は、矩形枠状の車体フレーム７、油圧供給源８、弁機構９、支持台１０、油圧制御弁１１、収納ケース１２、ＥＣＵ１３、及び検知装置Ｂを備える。
油圧供給源８は、例えば、エンジンあるいは電動モータ等の駆動手段（図示せず）によって駆動される油圧ポンプである。油圧供給源８は、車体フレーム７の下側に連結された支持台１０により支持され、車両本体１の下腹部に位置する。油圧供給源８は、弁機構９を介して姿勢変更装置Ｄに作動油を送り出し供給する。そして、図示はしていないが、支持台１０を車体フレーム７から取り外すことにより、油圧供給源８と支持台１０とを連結した状態で一体的に、車両本体１から横側方にスライドさせて取り外すことが可能であり、再度、支持台１０を車体フレーム７に取り付けることにより、横側方にスライドさせて装着することが可能である。
弁機構９は、車体フレーム７の上側に載置支持される状態で備えられ、複数の油圧制御弁１１を備えている。油圧制御弁１１は、油圧シリンダである姿勢変更装置Ｄ及び油圧モータ６に対する作動油の給排あるいは流量・圧力の調節等を行う。弁機構９の上方は収納ケース１２によって覆われている。収納ケース１２の上側には、弁機構９の作動を制御するＥＣＵ１３（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が備えられている。油圧制御弁１１及びＥＣＵ１３により、制御装置Ｃが構成されている。
車体フレーム７の上側には、例えば、車両本体１が転倒したような場合に、収納ケース１２に収納される弁機構９や上方に備えられるＥＣＵ１３等を保護するための外装フレーム１４が備えられている。外装フレーム１４は、前後両側に備えられ、棒状体が平面視で略Ｕ字形に曲げられ、且つ、側面視で略Ｌ字形に曲げられた形状となっており、車体フレーム７の前端部と後端部とに左右両側端部が取り付け固定されている。前後の外装フレーム１４は、上部側が互いに近接するように設けられ、弁機構９やＥＣＵ１３等の外周側を覆う形状となっている。
上述の通り、検知装置Ｂは、路面を撮影するカメラである。検知装置Ｂは、車両本体１の前端部に配置されている。検知装置Ｂは、車体フレーム７に支持されている。検知装置Ｂは、経時的に路面を撮影して画像データを生成する。検知装置Ｂが生成した画像データは、ＥＣＵ１３に入力される。
〔支持機構〕
上述の通り、支持機構Ａは、複数の屈折リンク機構４及び姿勢変更装置Ｄにより構成されている。
４つの走行車輪２は、屈折リンク機構４を介して車両本体１に対して各別に昇降自在に支持されている。屈折リンク機構４は、旋回機構１６を介して縦軸芯Ｙ周りで回動可能に車体フレーム７に支持されている。
旋回機構１６には、車体フレーム７に連結されるとともに、屈折リンク機構４を揺動自在に支持する車体側支持部１７（図７，８参照）と、屈折リンク機構４を旋回操作させる旋回用油圧シリンダ（以下、旋回シリンダと称する）１８とが備えられている。
説明を加えると、図７，図８に示されるように、車体側支持部１７は、連結部材２０と、外方側枢支ブラケット２１と、内方側枢支ブラケット２２と、縦向きの回動支軸２３と、を備える。車体側支持部１７は、回動支軸２３の縦軸芯Ｙ周りで回動自在に屈折リンク機構４を支持している。
連結部材２０は、車体フレーム７における横側箇所に備えられた角筒状の前後向きフレーム体１９に対して、横側外方から挟み込む状態で嵌め合い係合するとともに、取外し可能にボルト連結される。
外方側枢支ブラケット２１は、連結部材２０の車体前後方向外方側箇所に位置する。内方側枢支ブラケット２２は、連結部材２０の車体前後方向の内方側箇所に位置する。縦向きの回動支軸２３は、外方側枢支ブラケット２１に支持される。
屈折リンク機構４は、基端部２４と、第一リンク２５と、第二リンク２６と、を備える。基端部２４は、上下方向の位置が固定された状態で且つ縦軸芯Ｙ周りで回動自在に車体側支持部１７に支持される。第一リンク２５は、一端部が基端部２４の下部に横軸芯Ｘ１周りで回動自在に支持される。第二リンク２６は、一端部が第一リンク２５の他端部に横軸芯Ｘ２周りで回動自在に支持され且つ他端部に走行車輪２が支持される。
説明を加えると、基端部２４は、平面視で矩形枠状に設けられ、車体横幅方向内方側に偏倚した箇所において、回動支軸２３を介して縦軸芯Ｙ周りで回動自在に、車体側支持部１７の外方側枢支ブラケット２１に支持されている。旋回シリンダ１８は、一端部が、内方側枢支ブラケット２２に回動自在に連結され、他端部が、基端部２４における回動支軸２３に対して横方向に位置ずれした箇所に回動自在に連結されている。
支持軸２７が、第一リンク２５の一端側に備えられている。支持軸２７は、基端部２４に対して回動自在な状態で、基端部２４に支持されている。すなわち、第一リンク２５は、基端部２４の下部に対して、支持軸２７の軸芯周りで回動自在に連結されている。
図８に示されるように、第一リンク２５は、基端側アーム部２５ｂと他端側アーム部２５ａとを有している。第一リンク２５の一端側箇所には、斜め上外方に向けて延びる基端側アーム部２５ｂが一体的に形成されている。第一リンク２５の他端側箇所には、斜め上外方に向けて延びる他端側アーム部２５ａが一体的に形成されている。
図７に示されるように、第二リンク２６は、左右一対の帯板状の板体２６ａ，２６ｂを備えて平面視で二股状に形成されている。第二リンク２６の第一リンク２５に対する連結箇所は一対の板体２６ａ，２６ｂが間隔をあけている。一対の板体２６ａ，２６ｂで挟まれた領域に、第一リンク２５と連結するための連結支軸２８が回動自在に支持されている。第二リンク２６の第一リンク２５に対する連結箇所とは反対側の揺動側端部には走行車輪２が支持されている。図８に示されるように、第二リンク２６の揺動側端部は車両本体１から離れる方向に略Ｌ字状に延びるＬ字状延設部２６Ａが形成され、Ｌ字状延設部２６Ａの延設側端部に走行車輪２が支持されている。
図６に示されるように、走行車輪２は、屈折リンク機構４に対して左右方向の車体外方側に位置する状態で支持されている。具体的には、第二リンク２６の揺動側端部において、左右方向の車体外方側に位置する状態で支持されている。油圧モータ６は、第二リンク２６の揺動側端部において、左右方向の車体内方側（走行車輪２とは反対側）に位置する状態で支持されている。
複数の屈折リンク機構４の夫々に対応して、屈折リンク機構４の姿勢を各別に変更可能な姿勢変更装置Ｄが備えられている。姿勢変更装置Ｄは、上述した旋回シリンダ１８、第一油圧シリンダ２９、及び第二油圧シリンダ３０を含む。第一油圧シリンダ２９は、車両本体１に対する第一リンク２５の揺動姿勢を変更可能である。第二油圧シリンダ３０は、第一リンク２５に対する第二リンク２６の揺動姿勢を変更可能である。第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０は、夫々、第一リンク２５の近傍に集約して配置されている。
第一リンク２５、第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０が、平面視において、第二リンク２６の一対の板体２６ａ，２６ｂの間に位置する状態で配備されている。第一油圧シリンダ２９は、第一リンク２５に対して車体前後方向内方側に位置して、第一リンク２５の長手方向に沿うように設けられている。第一油圧シリンダ２９の一端部が円弧状の第一連動部材３１を介して基端部２４の下部に連動連結されている。第一油圧シリンダ２９の一端部は、別の第二連動部材３２を介して第一リンク２５の基端側箇所に連動連結されている。第一連動部材３１及び第二連動部材３２は、両側端部が夫々、相対回動可能に枢支連結されている。第一油圧シリンダ２９の他端部は、第一リンク２５に一体的に形成された他端側アーム部２５ａに連動連結されている。
第二油圧シリンダ３０は、第一油圧シリンダ２９とは反対側、すなわち、第一リンク２５に対して車体前後方向外方側に位置して、第一リンク２５の長手方向に略沿うように設けられている。第二油圧シリンダ３０の一端部が第一リンク２５の基端側に一体的に形成された基端側アーム部２５ｂに連動連結されている。第二油圧シリンダ３０の他端部は、第三連動部材３４を介して第二リンク２６の基端側箇所に一体的に形成されたアーム部３５に連動連結されている。第二油圧シリンダ３０の他端部は、別の第四連動部材３６を介して第一リンク２５の揺動端側箇所にも連動連結されている。第三連動部材３４及び第四連動部材３６は、両側端部が夫々、相対回動可能に枢支連結されている。
第二油圧シリンダ３０の作動を停止した状態で第一油圧シリンダ２９を伸縮操作すると、第一リンク２５、第二リンク２６及び走行車輪２の夫々が、相対的な姿勢を一定に維持したまま一体的に、基端部２４に対する枢支連結箇所の横軸芯Ｘ１周りで揺動する。第一油圧シリンダ２９の作動を停止した状態で第二油圧シリンダ３０を伸縮操作すると、第一リンク２５の姿勢が一定に維持されたまま、第二リンク２６及び走行車輪２が、一体的に、第一リンク２５と第二リンク２６との連結箇所の横軸芯Ｘ２周りで揺動する。
複数の屈折リンク機構４夫々の中間屈折部に自由回転自在に補助車輪３が支持されている。補助車輪３は走行車輪２と略同じ外径の車輪にて構成されている。第一リンク２５と第二リンク２６とを枢支連結する連結支軸２８が、第二リンク２６よりも車体横幅方向外方側に突出するように延長形成されている。連結支軸２８の延長突出箇所に補助車輪３が回動自在に支持されている。
図９，図１０に示されるように、屈折リンク機構４、走行車輪２、補助車輪３、第一油圧シリンダ２９、及び、第二油圧シリンダ３０の夫々が、一体的に、回動支軸２３の縦軸芯Ｙ周りで回動自在に外方側枢支ブラケット２１に支持されている。そして、旋回シリンダ１８を伸縮させることにより、それらが一体的に回動操作される。走行車輪２が前後方向に向く直進状態から左旋回方向及び右旋回方向に夫々、約４５度ずつ旋回操作させることができる。
油圧供給源８から、弁機構９を介して、複数の屈折リンク機構４の夫々の第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０に、作動油が供給される。弁機構９では油圧制御弁１１により作動油の給排が行われて、第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０を伸縮操作させることができる。油圧制御弁１１はＥＣＵ１３によって制御される。
又、油圧モータ６に対応する油圧制御弁１１により作動油の流量調整が行われることで、油圧モータ６すなわち走行車輪２の回転速度を変更することができる。油圧制御弁１１は、手動操作にて入力される制御情報あるいは予め設定記憶されている制御情報等に基づいてＥＣＵ１３によって制御される。
〔センサ〕
この作業車は種々のセンサを備える。具体的には、作業車は、図５及び図１１に示されるように、４つの第二油圧シリンダ３０の夫々について、ヘッド側圧力センサＳ１及びキャップ側圧力センサＳ２を備える。ヘッド側圧力センサＳ１は、第二油圧シリンダ３０のヘッド側室の油圧を検出する。キャップ側圧力センサＳ２は、第二油圧シリンダ３０のキャップ側室の油圧を検出する。各圧力センサＳ１，Ｓ２の検出結果はＥＣＵ１３に入力される。
図１１に示されるように、作業車は、４つの第一油圧シリンダ２９及び４つの第二油圧シリンダ３０の夫々について、伸縮操作量を検出可能なストロークセンサＳ３を備える。各油圧シリンダ２９，３０の伸縮操作量は、操作対象である第一リンク２５及び第二リンク２６の揺動位置に対応する検出値である。各ストロークセンサＳ３の検出結果はＥＣＵ１３に入力される。
尚、各圧力センサＳ１，Ｓ２の取り付け位置は上記した位置に限られるものではない。各圧力センサＳ１，Ｓ２は、対応するキャップ側室又はヘッド側室の油圧を検出（推定）可能であればよく、弁機構９から対応するキャップ側室又はヘッド側室の間の配管に設けられてもよい。
これらのセンサＳ１、Ｓ２の検出結果に基づいて、車両本体１を支持するために必要な推力が算出され、その結果に基づいて、それぞれの第二油圧シリンダ３０への作動油の供給が制御される。
図５，図６、図１１に示されるように、車両本体１には、例えば、三軸加速度センサ等からなる加速度センサＳ４が備えられている。加速度センサＳ４の検出結果に基づき、車両本体１の前後左右の傾きが検知され、その結果に基づいて車両本体１の姿勢が制御される。つまり、車両本体１の姿勢が目標の姿勢となるよう、それぞれの第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０への作動油の供給が制御される。
図５、図１１に示されるように、走行車輪２には、油圧モータ６により駆動される走行車輪２の回転速度を検出する回転センサＳ５が備えられている。回転センサＳ５の検出結果はＥＣＵ１３に入力される。回転センサＳ５にて検出された走行車輪２の回転速度に基づいて、走行車輪２の回転速度が目標の値となるように、油圧モータ６への作動油の供給（流量）が制御される（流量制御による走行車輪２の回転速度制御）。
図１１に示されるように、作業車は、油圧モータ６に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ６を備える。圧力センサＳ６の検出結果はＥＣＵ１３に入力される。圧力センサＳ６にて検出された作動油の圧力に基づいて、走行車輪２の駆動トルクが目標の値となるように、油圧モータ６への作動油の供給（圧力）が制御される（圧力制御による走行車輪２の駆動トルク制御）。
図１１に示されるように、作業車は、４つの旋回シリンダ１８の夫々について、伸縮操作量を検出可能なストロークセンサＳ７を備える。旋回シリンダ１８の伸縮操作量は、操作対象である屈折リンク機構４の回動位置に対する検出値である。各ストロークセンサＳ７の検出結果はＥＣＵ１３に入力される。
図１１に示されるように、作業車は、走行車輪２及び補助車輪３の空気圧を調整する調整機構ＴＰを備える。調整機構ＴＰは、例えば、電動の空気ポンプ及び空気弁である。調整機構ＴＰは、制御装置Ｃ（ＥＣＵ１３）により制御されて、走行車輪２及び補助車輪３の空気圧を増加又は減少させる。
上述したように、本実施形態の作業車は、油圧駆動式の姿勢変更装置Ｄとしての旋回シリンダ１８、油圧シリンダ２９，３０により屈折リンク機構４の姿勢を変更操作するよう構成され、かつ、走行駆動も油圧モータ６にて行うよう構成されているから、水分や細かな塵埃等による影響を受け難く、農作業に適している。
〔ＥＣＵ〕
図１１に示されるように、ＥＣＵ１３は、状態判定部８１、機構制御部８２、及び走行制御部８３を備えている。ＥＣＵ１３は、機能部に対応するプログラムを記憶するメモリ（ＨＤＤや不揮発性ＲＡＭなど。図示省略）と、当該プログラムを実行するＣＰＵ（図示省略）と、を備えている。プログラムがＣＰＵにより実行されることにより、各機能部の機能が実現される。
状態判定部８１は、検知装置Ｂから入力された画像に基づいて、路面の状態を判定する。詳しくは、状態判定部８１は、検知装置Ｂが生成した路面の画像を画像解析して、路面の状態（例えば、路面の起伏の大きさ、傾斜の大きさ、傾斜の方向）を判定する。状態判定部８１が、検知装置Ｂが生成した路面の画像の入力を受けて路面の状態を出力するニューラルネットワークを含んでもよい。このニューラルネットワークは、多数の路面の撮影画像及びその画像が示す路面の状態を教師画像として機械学習されて、構築されている。
また、状態判定部８１は、検知装置Ｂから入力された画像に基づいて、車両走行方向前方の障害物の有無を判定する。詳しくは、状態判定部８１は、検知装置Ｂが生成した路面の画像を画像解析して、障害物（岩、倒木、動物や人）の有無を判定する。状態判定部８１が、検知装置Ｂが生成した路面の画像の入力を受けて障害物の有無を出力するニューラルネットワークを含んでもよい。このニューラルネットワークは、多数の路面の撮影画像及びその画像における障害物の有無を教師データとして機械学習されて、構築されている。
機構制御部８２は、状態判定部８１が判定した路面の状態及び障害物の有無に基づいて、油圧制御弁１１を作動させて、走行車輪２の車両本体１に対する位置を変更させる。
例えば、機構制御部８２は、路面の起伏が大きくなるほど車両上下方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように、油圧制御弁１１を作動させる。図１の例では、機構制御部８２は、油圧制御弁１１を作動させて第二油圧シリンダ３０を伸長させる。そうすると、第二リンク２６及び走行車輪２が横軸芯Ｘ２周りで揺動し、支持機構Ａの姿勢が図中左の状態から右の状態へ変化する。
例えば、機構制御部８２は、路面の起伏が大きくなるほど車両前後方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように、油圧制御弁１１を作動させる。図２の例では、機構制御部８２は、油圧制御弁１１を作動させて第一油圧シリンダ２９及び第二油圧シリンダ３０を伸長させる。そうすると、第一リンク２５が横軸芯Ｘ１周りで揺動し、第二リンク２６及び走行車輪２が横軸芯Ｘ２周りで揺動し、支持機構Ａの姿勢が図中左の状態から右の状態へ変化する。
例えば、機構制御部８２は、路面の起伏が大きくなるほど車両左右方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように、油圧制御弁１１を作動させる。図３の例では、機構制御部８２は、油圧制御弁１１を作動させて左前及び右前の旋回シリンダ１８を収縮させる。そうすると、左前及び右前の屈折リンク機構４及び走行車輪２が縦軸芯Ｙ周りで揺動し、支持機構Ａの姿勢が図中左の状態から右の状態へ変化する。
例えば、機構制御部８２は、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しないように、油圧制御弁１１を作動させる。図４の例では、機構制御部８２は、油圧制御弁１１を作動させて４つの旋回シリンダ１８を収縮させる。そうすると、４つの屈折リンク機構４及び走行車輪２が縦軸芯Ｙ周りで揺動し、支持機構Ａの姿勢が図中左の状態から右の状態へ変化する。
例えば、機構制御部８３は、急ブレーキをかける必要があると判断した場合に、油圧制御弁１１を作動させて４つの旋回シリンダ１８を収縮させる。そうすると、４つの屈折リンク機構４及び走行車輪２が縦軸芯Ｙ周りで揺動し、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが走行方向と直交しない状態となる。
走行制御部８３は、作業車の走行（前進、後進、停止、旋回）を制御する。具体的には、走行制御部８３は、油圧制御弁１１を作動させて油圧モータ６及び旋回シリンダ１８への作動油の供給を制御する。例えば、走行制御部８３は、人為入力された走行指示に基づいて、作業車の走行を制御する。走行制御部８３が、設定された自動走行経路に沿って作業車が走行するように、油圧制御弁１１を作動させて作業車の走行を制御してもよい。
〔姿勢変更処理〕
図１２のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１３により実行される姿勢変更処理について説明する。姿勢変更処理は、作業車の走行中に繰り返し実行される。
検知装置Ｂが、路面を撮影して画像を生成し、ＥＣＵ１３へ入力する（ステップ＃０１）。
状態判定部８１は、検知装置Ｂから入力された画像を解析して、路面の状態を判定する（ステップ＃０２）。路面の起伏に変化があると判定されると（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、機構制御部８２が姿勢変更装置Ｄを作動させて走行車輪２の位置を変更する（ステップ＃０３）。
ステップ＃０２：Ｎｏの場合、又は、ステップ＃０３に続いて、機構制御部８２は、傾斜対応が必要か否かを判定する（ステップ＃０４）。傾斜対応とは、走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しないように支持機構Ａを制御する処理である。詳しくは、機構制御部８２は、状態判定部８１が判定した路面の状態と、走行制御部８３により制御される作業車の走行の状態と、に基づいて、傾斜対応が必要か否かを判定する。例えば、路面が傾斜しており、作業車が停止又は徐行する必要がある場合に、機構制御部８２は傾斜対応が必要であると判定する。
傾斜対応が必要であると判定されると（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、機構制御部８２が姿勢変更装置Ｄを作動させて、支持機構Ａの状態を走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しない状態（図４）へ変更する（ステップ＃０５）。ステップ＃０４：Ｎｏの場合、又はステップ＃０５の終了後、姿勢変更処理は終了する。
なお、姿勢変更処理が、急制動対応が必要か否かを機構制御部８２が判定するステップと、急制動対応が必要であると判定された場合に、機構制御部８２が支持機構Ａの状態を走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが車両進行方向と直交しない状態へ変更する急制動対応を行うステップと、を含んでもよい。
〔変形例〕
（１）図１、図２には、前後の走行車輪２の位置が同じ距離だけ変更される態様が示されている。前の走行車輪２のみ、または後の走行車輪２のみについて、その位置が変更されてもよい。また、車両本体１との距離が、前後の走行車輪２で異なっていてもよい。
（２）図３には、前の走行車輪２の位置が同じ距離だけ変更される態様が示されている。前の走行車輪２のみ、または後の走行車輪２のみについて、その位置が変更されてもよい。また、車両本体１との距離が、前後の走行車輪２で異なっていてもよい。
（３）図４には、全ての走行車輪２の回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しない態様が示されている。回転軸２ａの延びる向きが路面の傾斜方向ＡＳと直交しない姿勢となるのが、一部の車輪であってもよく、前の２つのみ、後の２つのみ、右の２つのみ、または左の２つのみであってもよい。
（４）支持機構Ａの態様は上述のものに限られない。例えば、支持機構Ａが、１つのリンク、又は３つ以上のリンクを備える機構であってもよい。支持機構Ａが、一部の走行車輪２（例えば、前のみ、または後のみ）に対応して設けられてもよい。
（５）姿勢変更装置Ｄの態様は上述のものに限られない。例えば、姿勢変更装置Ｄが、電動のアクチュエータを備えてもよい。
（６）走行車輪２が、電動モータやエンジン等により駆動されてもよい。
（７）検知装置Ｂが、超音波センサやミリ波レーダー等であってもよい。
（８）検知装置Ｂの設置位置は、車両本体１の前端部に限らず、車両本体１の上面、下面、側面、あるいは背面であってもよい。複数の検知装置Ｂが複数の位置に設置されてもよい。
（９）機構制御部８２が、路面の起伏の大きさと現在の最低地上高（車両本体１の下端と路面との距離）とに基づいて、車両本体１が路面に接触する可能性が高いと判定したことに応じて、車両前後方向における車両本体１と走行車輪２との間の距離が大きくなるように支持機構Ａを動作させてもよい。
本発明は、凹凸の多い路面を走行するのに適した作業車に適用できる。
１ ：車両本体
２ ：走行車輪
２ａ ：回転軸
４ ：屈折リンク機構
６ ：油圧モータ
２９ ：第一油圧シリンダ
３０ ：第二油圧シリンダ
Ａ ：支持機構
ＡＳ ：傾斜方向
Ｂ ：検知装置（障害物検知装置）
Ｃ ：制御装置
Ｄ ：姿勢変更装置

Claims (10)

  1. 車両本体と、
    前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、
    前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、
    路面の状態を検知する検知装置と、
    前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記車両本体が水平方向を向いた姿勢で、前記検知装置が検知した路面の起伏の大きさよりも車両上下方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御する作業車。
  2. 車両本体と、
    前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、
    前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、
    路面の状態を検知する検知装置と、
    前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記車両本体が水平方向を向いた姿勢で、前記検知装置が検知した路面の起伏が大きくなるほど車両前後方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御する作業車。
  3. 車両本体と、
    前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、
    前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、
    路面の状態を検知する検知装置と、
    前記検知装置が検知した路面の状態に基づいて前記支持機構を制御して前記走行車輪の前記車両本体に対する位置を変更させる制御装置と、を備え、
    前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、
    前記制御装置は、路面の起伏が大きくなることを前記検知装置が検知し、かつ、傾斜対応が必要だと判断した場合には、前記傾斜対応として、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように、車両左右方向における前記車両本体と前記走行車輪との間の距離が大きくなるように前記支持機構を制御する作業車。
  4. 前記制御装置は、路面が傾斜していることを前記検知装置が検知し、かつ、前記車両本体が停止又は徐行する必要があると判断した場合には、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように前記支持機構を制御する請求項３に記載の作業車。
  5. 前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、
    前記制御装置は、前記回転軸の延びる向きが路面の傾斜方向と直交しないように前記支持機構を制御する請求項１または２に記載の作業車。
  6. 前記検知装置は、路面を撮影するカメラである請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車。
  7. 前記支持機構は、複数の屈折リンク機構と、複数の前記屈折リンク機構の姿勢を個別に変更可能な姿勢変更装置と、を備え、
    前記屈折リンク機構の先端部に前記走行車輪が設けられており、
    前記制御装置は、前記姿勢変更装置を制御する請求項１から６のいずれか１項に記載の作業車。
  8. 前記屈折リンク機構の先端部に設けられ前記走行車輪を駆動する油圧モータを備え、
    前記姿勢変更装置は油圧シリンダである請求項７に記載の作業車。
  9. 車両走行方向前方の障害物を検知する障害物検知装置を備え、
    前記支持機構は、前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能に構成されており、
    前記制御装置は、車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記回転軸の延びる向きが車両走行方向と直交しないように前記支持機構を制御する請求項１から８のいずれか１項に記載の作業車。
  10. 車両本体と、
    前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行車輪と、
    前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置及び前記走行車輪の回転軸の延びる向きを個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、
    車両走行方向前方の障害物を検知する障害物検知装置と、
    車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記回転軸の延びる向きが車両走行方向と直交しないように前記支持機構を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、車両走行中に前記障害物検知装置が車両走行方向前方の障害物を検知した場合に、前記支持機構のトレッド幅をハの字状に広がるように制御する作業車。
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